SrTiO3是典型的过渡金属氧化物,性能优异并且是一类普适的钙钛矿衬底材料生长如高温超导材料,磁致电阻,压电、铁电材料等。近年来,SrTiO3(001),(110)以及(111)表面相继发现存在二维电子气,激发了人们对SrTiO3表面研究的兴趣。SrTiO3表面可呈现高导电性,蓝光发射等特性,也可以与其它材料形成异质结构。GaN作为第三代半导体材料,具有直接带隙,高饱和电子迁移率,高击穿电压和化学热稳定性等优良性质。(0001)GaN表面与(111)SrTiO3面有良好的晶格匹配,有望形成优质异质结构。本论文采用第一性原理计算方法,首先分析了SrTiO3(111)极性表面的稳定性,讨论了结构弛豫性质和电子性质。然后对GaN/SrTiO3异质结界面的稳定性和电子性质进行了初步研究。主要结果包括以下两个部分：1.Ti截断面的结构扭曲比SrO3截断面大；Ti截断面单位表面聚集了0.55个电子,这可以用来解释最近发现的在SrTiO3(111)表面存在二维电子气的现象；Sr03截断面单位表面聚集了0.64个空穴。同时也对TiO和SrO2非化学计量截断面进行了分析,沿着堆叠方向相邻的氧八面体朝着不同的方向倾斜；并且这两种结构都是绝缘的,表面电荷修正也相对较小。计算了所有SrTiO3(001),(011)以及(111)表面的表面能并比较了表面稳定性。Ti截断面的表面能比(111)面SrO3截断面的表面能小,比(011)面O2截断面的表面能稍大。2. Ga/SrO3界面和N/Ti界面在所有GaN/SrTiO3(111)异质界面中能量稳定性较高,表明表面最初的极性影响生长的堆叠顺序。Ga/SrO3(Ⅱ)界面最稳定,这是因为在SrTiO3(111)表面的O原子从它的原始位置发生了迁移导致Ga-O键长的缩短。引入O空位的Ga/SrO2(Ⅱ)异质结,在费米面的下方附近形成了一些新的占据态,这主要是由氧空位上方的Ga原子的4s4p轨道电子贡献的,这可能会影响界面的电子性质。Ga原子之间的不同可能是由于氧空位附近的Ga原子的悬挂键造成的。Ga/Ti异质结界面处出现界面金属态,每单位表面界面处聚集1.71个电子,这主要是由于界面两侧材料的内建电场引起的。这些态主要来自于N 2p, Ga 4s4p, Ti 3d,和O2p态。